본 연구는 바이오파크 유역 내 인공습지에 대하여 습지규모와 수질개선효과간의 관련성을 모델링기법으로 분석하여 효과적인 습지설계 기초 정보를 제공하기위해 수행되었다. 유역관리모델인 BASINS/HSPF와 습지운영모델인 NPS-WET를 이용한 설계 시나리오별 실험적 사례분석이 이루어지도록 연구를 기획하였고, HSPF모델 적용을 위해 HSPF 보조프로그램인 WDM모듈을 이용하여 기상 자료를 WDM파일형식으로 입력하였고 그 외 국토해양부 ...
본 연구는 바이오파크 유역 내 인공습지에 대하여 습지규모와 수질개선효과간의 관련성을 모델링기법으로 분석하여 효과적인 습지설계 기초 정보를 제공하기위해 수행되었다. 유역관리모델인 BASINS/HSPF와 습지운영모델인 NPS-WET를 이용한 설계 시나리오별 실험적 사례분석이 이루어지도록 연구를 기획하였고, HSPF모델 적용을 위해 HSPF 보조프로그램인 WDM모듈을 이용하여 기상 자료를 WDM파일형식으로 입력하였고 그 외 국토해양부 DEM, 수치지형도, 하천도등을 이용하여 유역의 형상과 소유역의 경계를 분할하였다. 유량/수질 검·보정을 위해 적정 매개변수와 그 범위 값을 산정하고 그 유역에 맞는 적절한 매개변수를 산정하였으며, 그 결과를 실측자료와 비교하여 검·보정을 실시하였다. NPS-WET 모델의 입력값은 HSPF모델의 습지 유입 전 소유역의 유출량 자료를 입력하였으며 인공습지를 통해 배출되는 유출수 실측 자료를 활용하여 검·보정하였다. 본 연구를 통해 유역의 인공습지에 대한 합리적 설계 및 운영, 관리에 기여할 것으로 기대되며, 연구결과 및 고찰을 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 인공습지의 0~100 % 증설범위의 설계별 시나리오 분석결과, ‘기존규모 대비 75 % 증설’의 경우, ‘기존규모의 현 상태 운영’ 설계 기준과 비교하여 수질이 BOD5는 66.7 %, TSS는 69.9 %, T-N은 64.7 %, T-P는 85.5 %, Chl-a는 51.8 % 만큼 개선되어 가장 양호한 효과를 보여주었으며, 특히 4계절 중 여름철에 Chl-a를 제외한 수질항목에서 효과가 크게 나타나는 경향이었다. 둘째, 기존 규모대비 100 % 증설의 경우, ‘기존규모의 현 상태 운영’ 설계 기준과 비교하여 수질개선 효과는 오히려 낮아져, 설계규모와 수질개선효과 간 정비례관계가 성립되지 아니함이 확인되었던 바, NPS-WET 모델은 효율적인 습지규모 산정에 유효하게 활용될 수 있는 것으로 판단되었다. 셋째, HSPF 모델을 이용한 BMP기법으로 수질개선 효과를 분석한 결과, T-P의 수질개선 목적으로는 50 % 이상 증설이 무의미한 것으로 나타났다. 넷째, 통상적인 개량영농법으로 BOD는 36 %의 수질개선이, 개량된 가축분뇨처리공법으로 T-N 49 %, T-P 53 %의 수질이 개선될 것으로 예측되었다.
본 연구는 바이오파크 유역 내 인공습지에 대하여 습지규모와 수질개선효과간의 관련성을 모델링기법으로 분석하여 효과적인 습지설계 기초 정보를 제공하기위해 수행되었다. 유역관리모델인 BASINS/HSPF와 습지운영모델인 NPS-WET를 이용한 설계 시나리오별 실험적 사례분석이 이루어지도록 연구를 기획하였고, HSPF모델 적용을 위해 HSPF 보조프로그램인 WDM모듈을 이용하여 기상 자료를 WDM파일형식으로 입력하였고 그 외 국토해양부 DEM, 수치지형도, 하천도등을 이용하여 유역의 형상과 소유역의 경계를 분할하였다. 유량/수질 검·보정을 위해 적정 매개변수와 그 범위 값을 산정하고 그 유역에 맞는 적절한 매개변수를 산정하였으며, 그 결과를 실측자료와 비교하여 검·보정을 실시하였다. NPS-WET 모델의 입력값은 HSPF모델의 습지 유입 전 소유역의 유출량 자료를 입력하였으며 인공습지를 통해 배출되는 유출수 실측 자료를 활용하여 검·보정하였다. 본 연구를 통해 유역의 인공습지에 대한 합리적 설계 및 운영, 관리에 기여할 것으로 기대되며, 연구결과 및 고찰을 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 인공습지의 0~100 % 증설범위의 설계별 시나리오 분석결과, ‘기존규모 대비 75 % 증설’의 경우, ‘기존규모의 현 상태 운영’ 설계 기준과 비교하여 수질이 BOD5는 66.7 %, TSS는 69.9 %, T-N은 64.7 %, T-P는 85.5 %, Chl-a는 51.8 % 만큼 개선되어 가장 양호한 효과를 보여주었으며, 특히 4계절 중 여름철에 Chl-a를 제외한 수질항목에서 효과가 크게 나타나는 경향이었다. 둘째, 기존 규모대비 100 % 증설의 경우, ‘기존규모의 현 상태 운영’ 설계 기준과 비교하여 수질개선 효과는 오히려 낮아져, 설계규모와 수질개선효과 간 정비례관계가 성립되지 아니함이 확인되었던 바, NPS-WET 모델은 효율적인 습지규모 산정에 유효하게 활용될 수 있는 것으로 판단되었다. 셋째, HSPF 모델을 이용한 BMP기법으로 수질개선 효과를 분석한 결과, T-P의 수질개선 목적으로는 50 % 이상 증설이 무의미한 것으로 나타났다. 넷째, 통상적인 개량영농법으로 BOD는 36 %의 수질개선이, 개량된 가축분뇨처리공법으로 T-N 49 %, T-P 53 %의 수질이 개선될 것으로 예측되었다.
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